非眼视觉研究又有新进展 音频视觉装置降低盲人“复明”成本
浏览量:556 发布时间:2012-06-18 14:38:23
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盲人可以通过一种装置看到周围的世界。这种新装置能够将图像转换成音频,向盲人解说眼前的事物、人物甚至是表情。
由彼得 美查博士 ( Dr. Peter Meijer) 所开发的这种感官替代装置称为 Voice。装置的外观看起来有点像一副太阳眼镜,但它实际上是一个头戴式摄像镜头,它摄取盲人眼前的景象,然后交由计算机程序转译成为一个能令使用者可以明白的「声音场景」。音量与音调的组合变化决定了景物的亮度、高度和颜色。
耶路撒冷希伯来大学,埃蒙与莉莉 萨夫拉计算机科学中心的埃拿 亚米特博士(Dr. Amir Amedi)发表的一项新研究显示,盲人使用该装置可以通过史奈伦(Snellen) 视力表接受测试。史奈伦视力表是最常用的一种视力表,又称 E 视力表,图表由多行从大到小降低字体大小、缺口方向各自不同排列成一整行的英文大楷字母 E 组成,测试时把视力表放在距离眼睛20英呎(约 6 米)处,如果您的视力能够分辨 20/20 那一行字母 E 缺口的方向,说明您的视力「正常」;也就是说在20英尺处,大多数视力正常人和您看到的东西一样。如果您的视力是20/30,说明正常视力在距视力表30英尺处可以分辨英文字母 E 缺口的方向,您要在20英尺处才能看清楚。
根据世界卫生组织(WHO)的定义,法定的失明标准是20/400。研究人员让8个盲人使用Voice装置阅读史奈伦视力表,结果这个装置令盲人通过了视力表的测试。这8个人的视力都达到了20/360的水平,从世界卫生组织 的失明级别调整为低视力级别。
亚米特博士和研究人员一直在训练盲人使用这个设备,现已取得了良好的效果。其中表现最好的用户可以在一个房间里给个人定位,例如确定姿势,确定对象,甚至确定面部表情。另外 Voice比视网膜假体要便宜得多。
视网膜假体,也叫仿生眼,可以给盲人提供视线的感觉,帮助用户一定程度地回复视力的分辨率。但仿生眼只适用于某些类别的失明人士,而且昂贵异常的价格限制了它的用处。 Voice还有非侵入性的优势,幷不像仿生眼,因为它不需要动手术。
这项研究结果发表在 PLoS ONE,研究人员希望感官替代设备,可以让盲人像正常视力的人一样「看」世界。
这个装置经过训练,可以看到驾驶座前面的仪表盘,这已经不错了,另外,这个装置还具备颜色朗读功能,也就是说,他可以通过语音告诉我们所看到的物体颜色,另外,如果摄像头像素比较高的话,那么细节的东西也能看到,摄像头的像素越高,那么,所看到的东西也就越多,当然,这个必须建立在训练好的基础上。训练的时候也是从单一图片开始,然后到复杂图片,然后是景色,包括远景和近景,听到的声音都不一样。下面具体说一下原理。
“vOICe”一词中的“OIC”意为“Oh I See!”(我看见了!)这是一种通过声音达到视觉效果的新型的、有效的、用途广泛的技术,它并非基于声纳技术或回声定位,而是使用摄像头的实图输入。通过特殊的装置,盲人只要带着摄像头,就可以从耳机中听到周遭的景象,这样他们就能听到与明眼人所见相同的形状和事物了。该装置可将摄像头中的图像即时转换成相应声音。比如,一个光点会发出短促的“噼”声,如果光点在左面,就可以听到左面有“噼”声,如果在右面,就可以听到右面有“噼”声;如果光点上移,可以听到“噼”声音调升高,光点下移,则音调降低;有两个光点就有两个“噼”声,有三个就有三个“噼”声,依此类推。水平光线能发出长音,这是因为光线由多个光点组成,相应地就能产生多个连续组合的“噼”声,听上去就像是单个长音,同样地,如果光线上移或下移,音调也会随之改变。垂直光线是光点的叠加,虽然也是同时听到,但由于高度不同,音调也各不相同,这种光线听起来就像突然发出的短促杂音。在指导性实验中,你要将盲杖置于摄像头前,因为盲杖酷似一条光线,这样就可以通过使用盲杖的定向行走来测试声音效果了。
这种声音绘制的图形可以描绘任何景象,但是图象越复杂,声音也越复杂。描绘一幅全景大约需要一秒,摄像头捕获景象的变动情况每秒钟都会刷新一次,这点点滴滴的声音组成的图象被称作“音响风景”,通过表示位高的音高和表示亮度的响度,以及左右甄别,它就可以“听”到景象了。 
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